UNIWERSYTET PRZYRODNICZO - HUMANISTYCZNY SIEDLCACH

UNIWERSYTET

PRZYRODNICZO - HUMANISTYCZNY SIEDLCACH

WYDZIAŁ PRZYRODNICZY

JAKUB WYSMYK

OCENA ZASTOSOWANIA PREPARATU OLEJKU Z OREGANO (ORIGANUM VULGARE) W ŻYWIENIU KURCZĄT

BROJLERÓW

Praca doktorska wykonana w Katedrze Żywienia Zwierząt

i Gospodarki Paszowej pod kierunkiem prof. dr hab. Teresy Banaszkiewicz

Siedlce, 2015

Słowa kluczowe: kurczęta brojlery, preparat olejku z oregano, zboża,

współczynniki strawności, liczba bakterii, wyniki odchowu,

wartość poubojowa, jakość mięsa

ESTIMATION OF APPLICATION OF OREGANO OIL PREPARATION (ORIGANUM VULGARE) IN BROILER

CHICKEN

S FEEDING

Key words: broiler chickens, origanum oil preparation, cereals, digestibility

coeficients, number of bacteria, rearing results, postslaughter value,

meat quality

Składam serdeczne podziękowania Pani prof. dr hab. Teresie Banaszkiewicz

za przekazaną wiedzę, poświęcony czas i pomoc udzieloną w trakcie pisania niniejszej pracy

SPIS TREŚCI:

1. Wstęp i cel pracy ... 8

2. Przegląd piśmiennictwa ... 11

2.1. Dodatki fitobiotyczne jako alternatywne promotory wzrostu ... 11

2.1.1. Zioła i preparaty ziołowe jako dodatki alternatywne dla antybiotykowych stymulatorów wzrostu ... 14

2.1.2. Przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze i przeciwpasożytnicze działanie ziół oraz preparatów ziołowych ... 16

2.1.3. Działanie immunomodyfikujące ziół... 17

2.1.4. Właściwości antyoksydacyjne ziół ... 18

2.1.5. Wpływ ziół na wyniki produkcyjne... 19

2.1.6. Wpływ ziół na strawność ... 21

2.1.7. Wpływ ziół na cechy organoleptyczne produktów... 22

2.2. Charakterystyka oregano ... 23

2.2.1. Charakterystyka botaniczna oregano ... 23

2.2.2. Skład chemiczny oregano ... 25

2.2.3. Olejki eteryczne oregano i ich właściwości ... 28

2.2.4. Bakteriobójcze, antywirusowe, przeciwgrzybicze i przeciwpasożytnicze właściwości oregano ... 32

2.2.5. Aktywność antyoksydacyjna oraz przeciwzapalna oregano ... 33

2.2.6. Wpływ ziół na wyniki produkcyjne... 34

2.3. Oddziaływanie ziół, ekstraktów oraz olejków eterycznych na trwałość żywności ... 35

2.4. Wykorzystanie ziół w opakowaniach do żywności ... 37

2.5. Inne właściwości i działanie oregano ... 38

3. Materiał i metody ... 39

3.1. Charakterystyka badanego materiału ... 39

3.2. Doświadczenie I ... 40

3.3. Doświadczenie II ... 42

3.4. Testy strawnościowe mieszanek starter ... 44

4. Omówienie wyników ... 46

4.1. Zawartość oraz skład olejku z oregano w stosowanym preparacie doświadczalnym46 4.2. Doświadczenie I. Ocena zastosowania preparatu olejku z oregano dodanego do wody pitnej podczas skarmiania mieszanek zawierających pszenicę lub pszenicę i jęczmień nieoplewiony ... 46

4.2.1. Charakterystyka surowców oraz mieszanek doświadczalnych ... 46

4.2.2. Podstawowe parametry wzrostu kurcząt ... 47

4.2.3. Strawność składników pokarmowych mieszanek starter ... 48

4.2.4. Liczba wybranych grup bakterii w jelicie biodrowym ... 49

4.2.5. Wyniki analizy rzeźnej kurcząt ... 50

4.2.6. Ocena mięsa kurcząt ... 51

4.3. Doświadczenie II. Ocena dodania preparatu olejku z oregano do wody pitnej w różnych okresach odchowu kurcząt przy skarmianiu mieszanek zawierających śrutę kukurydzianą i

pszenną ... 56

4.3.1. Charakterystyka surowców oraz mieszanek doświadczalnych ... 56

4.3.2. Podstawowe parametry wzrostu kurcząt ... 57

4.3.3. Strawność składników pokarmowych mieszanek starter ... 58

4.3.4. Wyniki analizy rzeźnej kurcząt ... 58

4.3.5. Ocena mięsa kurcząt ... 59

5. Dyskusja wyników ... 64

5.1. Zawartość i skład olejku z oregano ... 64

5.2. Wyniki produkcyjne... 65

5.3. Strawność składników pokarmowych mieszanek ... 69

5.4. Liczba wybranych grup bakterii ... 70

5.5. Analiza rzeźna kurcząt ... 71

5.6. Jakość mięsa kurcząt ... 73

6. Stwierdzenia i wnioski ... 76

7. Wykaz piśmiennictwa ... 78

1. Wstęp i cel pracy

W ostatnim czasie coraz większym zainteresowaniem w żywieniu zwierząt cieszą się naturalne produkty roślinne stosowane jako dodatki fitobiotyczne, a wśród nich zioła i produkty uzyskiwane na ich bazie. Stosowane dodatki w żywieniu zwierząt mogą poprawiać smak i zapach paszy, zwiększać jej atrakcyjność i pobranie, regulować funkcje trawienne, modyfikować mikroflorę przewodu pokarmowego, a w konsekwencji wpływać na przyrosty oraz zużycie paszy, co staje się szczególnie istotne przy rosnących kosztach pasz.

Zioła są stosowane od czasów starożytnych w żywieniu i leczeniu człowieka. Przez wiele lat stosowane były głównie w celu poprawienia zdrowia, a także właściwości pasz, natomiast rzadko ze względu na produkcyjność zwierząt. Obecnie coraz częściej również wykorzystywane są w terapii i profilaktyce weterynaryjnej, a także żywieniu zwierząt w celu poprawienia wyników produkcyjnych. Dzięki obecności licznej grupy substancji biologicznie czynnych, zioła wykazują następujące działanie na organizm zwierząt: przeciwbakteryjne (Kilonzo- Nthenge i in. 2008), przeciwwirusowe oraz przeciwpasożytnicze (Giannenas i in.2003), przeciwgrzybicze (Adam i in. 1998) i przeciwzapalne (Manjunatha i Srinivasan 2006). Działają również antystresowo i immunostymulująco (Dorhoi i in. 2006), a także przeciwutleniająco (Basmacioglu i in.2004; Giannenas i in.2005; Florou-Paneri i in. 2006). W konsekwencji tego wielokierunkowego oddziaływania zioła mogą korzystnie wpływać na wyniki produkcyjne zwierząt gospodarskich i drobiu oraz jakość uzyskiwanych surowców (mięso, mleko, jaja), poprawiając ich właściwości smakowe i dietetyczne. Poprzez wpływ na smakowitość paszy, zioła oraz produkty ziołowe wpływają na lepsze jej pobieranie i trawienie, oddziałują korzystnie na wartość funkcjonalną produktów pochodzenia zwierzęcego, co jest zgodne z oczekiwaniem konsumentów. To wielokierunkowe działanie ziół na zwierzęta wynika z obecności w nich takich substancji czynnych i swoistych jak glikozydy, alkaloidy, polifenole, flawonoidy, śluzy, garbniki, kwasy organiczne, pektyny, saponiny, olejki eteryczne, fitosterole itp. (Lewkowicz- Mosiej 2012).

Dodatki ziołowe mogą być podawane zwierzętom i ludziom jako pojedyńcze zioła albo jako mieszanki różnych ziół, w postaci świeżej, suszonej lub jako wyciągi. Na szczególną uwagę zasługują zawarte w ziołach olejki eteryczne. Są to produkty uzyskiwane z ziół w procesie destylacji z parą wodną lub w wyniku tłoczenia i stanowią mieszaninę lotnych związków aromatycznych posiadających w swoim składzie od kilkudziesięciu do nawet kilkuset związków (Alloui i in. 2014). Olejki to produkty oleiste, które w swoim składzie najczęściej zawierają substancje z grupy terpenów, aldehydów, alkoholi i ketonów. Jako metabolity wtórne, związki te

magazynowane są w specjalnej tkance wydzielniczej lub tkance gruczołowej różnych części roślin: korzeniach, kłączach, zielu, liściach, kwiatach, owocach, nasionach lub korze. W roślinach olejkowych zawartość olejku mieści się przeważnie w granicach 1-3%, ale niekiedy jak w przypadku pąków goździkowca może wynosić nawet 18% (Pisul 2007). Skład olejku jest cechą gatunkową, jednakże udział procentowy poszczególnych składników w olejkach może wahać się w zależności od warunków glebowych, klimatycznych, stadium wegetacji oraz części rośliny z jakiej jest pozyskiwany.

Olejki stanowią grupę substancji o silnym i pewnym działaniu. Szybko wchłaniają się z jelit do krwi i limfy i wysycają tkanki. Wyniki badań z udziałem olejków eterycznych wskazują, że olejki oraz ich terpenowe składniki wykazują szeroki zakres działania biologicznego i farmakologicznego. Stosowane dla zwierząt wykazują między innymi następujące działanie : - przeciwbakteryjne, poprzez limitowanie patogennej flory bakteryjnej u drobiu. Mogą być więc wykorzystywane jako fitobiotyki oraz substancje alternatywne do antybiotykowych stymulatorów wzrostu - Tiihonen i in.(2010). Z drugiej strony mogą również stymulować wzrost bakterii korzystnych.

- posiadają właściwości antyoksydacyjne - Wenk (2003); Lee (2004)

- pomagają w procesach trawienia - Wenk (2003); Hernandez i in. (2004); Jamroz i in. (2005) - oddziaływują na metabolizm lipidów - Cromwell (1999); Lee i in.(2003a); Sarica i in.(2009);

Khaksar i in. (2012)

- mają wpływ na produkcyjność zwierząt (pozytywny efekt na przyrosty masy ciała), Cross i in.

(2007); przyrost masy ciała i poprawienie wykorzystania paszy - Genedy i Zeweil (2003);

Khaksar i in. (2012); przyrost, pobranie oraz wykorzystanie paszy- Al- Kassie (2009)

- przejawiają aktywność przeciwzapalną, stymulują układ immunologiczny - Juergenes i in.

(2003); Soltani i in. (2010); Grela i in. (1998)

- działają przeciwwirusowo, przeciwgrzybiczo i przeciwpasożytniczo - Yang i Chansen (2007);

Giannenas i in.(2003); Allahverdiyev i in. (2004)

- mają właściwości wymiataczy wolnych rodników - Okoh i in. (2014)

- stymulują sekrecję wydzielin trawiennych (żółci i śluzu), wzmacniają aktywność enzymów- Jang i in. (2004); Platel (2004); Lee i in. (2004)

- powodują wzrost sekrecji mucyn jelitowych i redukują adherencję patogenów - Jamroz i in.

(2006)

- obniżają lepkość treści w jelitach - Chrubasik i in. (2005)

- poprawiają strawność suchej masy i białka z mieszanek grower i finiszer u kurcząt - Hernandez i in. (2004)

- działają antystresowo - Young i in. (2003)

- mogą nadawać zapach i aromat produktom - Basmacioglu i in. (2004)

W żywieniu zwierząt mogą być również wykorzystywane preparaty sporządzane na bazie wyciągów z ziół czy uzyskiwanych olejków, które następnie są standaryzowane na zawartość substancji czynnych.

W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania właściwościami ziela oregano oraz preparatami uzyskanymi na jego bazie. Głównymi komponentami olejków z oregano są karwakrol, tymol, p-cymen i γ-terpinol, ale zawartość tych związków może być bardzo zróżnicowana. Zawartość karwakrolu w olejkach eterycznych uzyskanych z oregano pochodzącego z różnych regionów Turcji wahała się w granicach od 23,4 do 80,4% (Baser i in.

1994). Oregano wykazuje od 3 do 20 razy wyższą aktywność przeciwutleniającą niż inne zioła (Leszczyńska 2012 ), zwalcza wolne rodniki, a antybakteryjne właściwości oregano wynikają głównie z obecności kwasów fenolowych, olejków eterycznych i flawonoidów. Olejek z oregano zastosowany do pasz może wpływać na skład mikroflory jelitowej oraz wiązać szkodliwe produkty przemiany materii. Przeciwdrobnoustrojowe właściwości olejku interesują również badaczy pod kątem wykorzystywania go jako substancji do konserwowania żywności, a ostatnio dużo uwagi przypisuje się działaniu przeciwutleniającemu, zapobiegającemu peroksydacji lipidów.

Badania miały na celu ocenę wyników produkcyjnych, wartości rzeźnej oraz wartości odżywczej i dietetycznej mięsa kurcząt brojlerów, które żywiono mieszankami gdzie surowcem zbożowym była tylko pszenica lub pszenica i jęczmień nieoplewiony wprowadzony do diety (doświadczenie I) lub pszenica i kukurydza (doświadczenie II), a do picia podawano czystą wodę lub wodę z dodatkiem preparatu olejku z oregano podczas całego okresu odchowu (doświadczenie I), lub wodę z dodatkiem tego samego preparatu (doświadczenie II) odpowiednio: w całym okresie doświadczenia bądź tylko w poszczególnych okresach odchowu tj. tylko skarmiania mieszanki starter lub tylko grower. .

2. Przegląd piśmiennictwa

2.1. Dodatki fitobiotyczne jako alternatywne promotory wzrostu

W celu poprawienia wyników produkcyjnych oraz zapewnienia zdrowotności zwierząt, w żywieniu stosowane są dodatki paszowe pełniące rolę promotorów wzrostu. Zastosowane dodatki mogą poprawić smak i zapach paszy, zwiększyć jej atrakcyjność, powodować wzrost pobrania, regulować funkcje trawienne oraz modyfikować mikroflorę przewodu pokarmowego, głównie poprzez hamowanie rozwoju mikroorganizmów chorobotwórczych. W konsekwencji może to wpłynąć na zużycie paszy oraz dobry stan zdrowia zwierząt.

Jedną z ról dodatków paszowych jako promotorów wzrostu jest wpływanie na mikroflorę przewodu pokarmowego. Od ponad 50 lat w żywieniu zwierząt gospodarskich i drobiu takimi dodatkami były antybiotykowe stymulatory wzrostu (ang.antimicrobial growth promoters-AGPs) (Huyghebaert i in. 2011). Podawanie tych preparatów spowodowało jednak, co następnie zostało udokumentowane, oporność bakterii patogennych na te substancje, konsekwencją czego był nadmierny ich rozwój w jelitach. Zwierzęta wtedy nie reagowały na antybiotyk, nie następowała również poprawa wydajności (Castanon 2007). Również ryzyko związane z możliwością pozostawania w mięsie i mleku antybiotykowych stymulatorów wzrostu, zwiększenie ich ilości w środowisku i szkodliwy wpływ na człowieka, oraz coraz większa świadomość konsumentów odnośnie jakości żywności i jej bezpieczeństwa doprowadziło do sytuacji, że w 2006 roku na terenie Unii Europejskiej wprowadzono zakaz stosowania AGPs, a w świecie ograniczono używanie w paszach dla zwierząt (Nisha 2008). W wyniku wycofania AGPs jako dodatków do pasz (Dyrektywa UE 2003) pojawiło się wiele problemów związanych z produkcyjnością oraz zdrowotnością zwierząt i drobiu, a zakaz ten według Brzóski i in. (2010) może w konsekwencji skutkować obniżeniem produkcji zwierzęcej i wzrostem jej kosztów.

Wycofanie antybiotykowych stymulatorów wzrostu jako dodatków paszowych spowodowało wzrost zainteresowania naturalnymi produktami roślinnymi określanymi jako fitobiotyki.

Dodatki fitobiotyczne są to komponenty roślinne wprowadzane do pasz dla zwierząt w celu poprawienia produkcyjności, poprzez lepszą strawność i absorpcję składników, eliminację patogenów z przewodu pokarmowego, zmianę właściwości paszy lub jakości produktów pochodzenia zwierzęcego (Kamel 2001; Bolunas i Kinghorn 2005; Windisch i in. 2008).

Fitogeniczne dodatki stosowane do pasz poprawiają często również ich smakowitość, powodując wzrost pobrania, a poprzez to wpływają na zwiększenie produkcyjności zwierząt (Windisch i in. 2008). Można nimi zastąpić AGPs (z ang. Antibiotic Growth Promotor-

antybiotykowy promotor wzrostu) w żywieniu zwierząt i drobiu, utrzymać właściwą równowagę mikrobiologiczną w przewodzie pokarmowym i zapewnić produkcję na odpowiednim poziomie.

W ostatnim czasie rozpoczęto więc intensywne poszukiwania dodatków o działaniu zbliżonym do AGPs wśród wszystkich naturalnych produktów, które mają potencjał zwiększania wydajności zwierząt (Barreto i in. 2008). Do takich dodatków należą probiotyki, prebiotyki, synbiotyki, kwasy organiczne, enzymy oraz śladowe składniki mineralne. Mogą one odgrywać istotną rolę w profilaktyce przeciwbiegunkowej u drobiu żywionego paszami bez antybiotykowych stymulatorów wzrostu (Świątkiewicz i Koreleski 2007).

Do tej grupy dodatków zaliczane są również zioła, uzyskiwane z nich olejki eteryczne oraz ekstrakty, a także różne preparaty przygotowywane na ich bazie, które można wykorzystać w paszach dla zwierząt i ptaków (Świątkiewicz i Koreleski 2007).

Według Radkowskiej (2013) naturalne zamienniki antybiotykowych stymulatorów wzrostu obecne na rynku paszowym można zakwalifikować do 8 grup: zakwaszacze, susze i wyciągi roślinne, substancje roślinne wyodrębnione z roślin, enzymy, probiotyki, prebiotyki, synbiotyki, niektóre składniki mineralne i chelaty. Jako alternatywne dodatki dla AGPs wykorzystywano między innymi probiotyki, prebiotyki, synbiotyki oraz zioła uzyskując w wielu przypadkach porównywalne wyniki produkcyjne do zastosowanych antybiotyków paszowych. Niektóre z testowanych alternatywnych dodatków stosowanych do diet np. kwasy organiczne (Islam i in.

2008, Adil i in. 2011) czy probiotyki (Shareef i Al-Dabbagh 2009, Mountzouris i in. 2010) pozwoliły na przynajmniej częściowe ograniczenie niekorzystnych konsekwencji wycofanych AGPs. W badaniach Kim i in. (2011) użycie prebiotyków w postaci frukto-oligosacharydów lub mannano-oligosacharydu drożdży w dietach dla kurcząt umożliwiło uzyskanie wyników produkcyjnych nawet lepszych niż przy wprowadzeniu avilamycyny. Na podstawie wyników uzyskanych w doświadczeniach przeprowadzonych w Danii, gdzie oceniano mieszanki zawierające preparaty fitobiotyczne (Kamyczek 2013), stwierdzono poprawę przyrostów dziennych prosiąt w okresie odchowu średnio o 2,2%, a wyniki badań przeprowadzonych w różnych krajach z zastosowaniem preparatów zawierających oregano i czosnek wskazują na poprawę wyników produkcyjnych w odchowie prosiąt odpowiednio o 4,1% w przypadku przyrostów oraz o 2,8% w zużyciu paszy. Na uzyskiwane wyniki mogły wpłynąć obecne w przewodzie pokarmowym mikroorganizmy, których skład zależy od rodzaju skarmianej paszy oraz obecności dodatków paszowych, które w znacznym stopniu mogą modyfikować środowisko układu pokarmowego.

Hanczakowska (2007) za Peris i Asensio (2002) podaje, że zastosowanie w diecie dla prosiąt kompozycji kwasów organicznych oraz olejków eterycznych z cytrusów, ruty i dyplamu

poprawiło przyrosty prosiąt o 10%, a wykorzystanie paszy o 8%. Zmniejszeniu uległa również ilość bakterii Escherichia coli w jelitach.

Stosowanie komponentów roślinnych używanych jako fitobiotyki dotyczy głównie ziela, korzeni, ekstraktów roślinnych, olejków eterycznych lub oleożywic (Kamel 2000). Według Wang i in. (2008b) wprowadzenie do diety dla kurcząt brojlerów ekstraktu z pestek winogron w ilości 5,10,20,40 i 80 mg/kg istotnie obniżyło śmiertelność i poprawiło wyniki produkcyjne kurcząt poddanych infekcji Eimeria tenella. Autorzy przypuszczają, że to duża ilość przeciwutleniaczy dostających się do przewodu pokarmowego wraz z tym ekstraktem mogła ograniczyć stany zapalne w jelitach kurcząt. Poprawienie wydolności antyoksydacyjnej organizmu poprzez zastosowanie w diecie wymienionego ekstraktu według autorów w/w publikacji przyczyniło się do zmniejszenia ilości uszkodzeń oksydacyjnych nabłonka jelit, co następnie poprawiło kondycję ptaków oraz wykorzystanie skadników pokarmowych. W innych badaniach przeprowadzonych przez Wang i in. (2008a) dodatek ekstraktu Forsythia suspensa do diety dla kurcząt brojlerów przebywających w temperaturze 35^oC spowodował podwyższenie aktywności dysmutazy nadtlenkowej, obniżenie poziomu MDA w mięśniach oraz wpłynął na uzyskanie wyższych dziennych przyrostów w porównaniu z kurczętami z grupy kontrolnej.

Vukić-Vranjes i in. (2013) oceniali wpływ dodania do diety dla kurcząt brojlerów w skali mikro i makro 1000g/t fitogennego dodatku Biomin PEP 1000. W badaniach stwierdzili, że dodanie fitobiotyku miało istotnie korzystny wpływ na wykorzystanie paszy, natomiast masa ciała, upadki kurcząt oraz wyniki analizy rzeźnej były zbliżone. W jelitach kurcząt otrzymujących dodatek fitobiotyku stwierdzono mniejszą liczebność bakterii różnych grup, a istotne obniżenie dotyczyło grupy Enterobacteriaceae i Staphylococcus w jelitach ślepych.

Redukcja użycia antybiotykowych promotorów wzrostu w paszach dla drobiu i zwierząt gospodarskich spowodowała wzrost wykorzystania ziół i produktów zielarskich jako naturalnych stymulatorów wzrostu. To szerokie zainteresowanie stosowaniem ziół w żywieniu zwierząt i drobiu wynika między innymi z przesłanek związanych z:

- zakazem stosowania antybiotyków paszowych jako stymulatorów wzrostu

- wzrostem świadomości i zwiększonym zainteresowaniem konsumentów pochodzeniem i jakością żywności

- wzrostem zainteresowania naturalnymi substancjami jako dodatkami do pasz i żywności

-skutecznością działania w poprawie zdrowotności, efektów produkcyjnych, pozytywnym wpływie na jakość produktów pochodzenia zwierzęcego

2.1.1. Zioła i preparaty ziołowe jako dodatki alternatywne dla antybiotykowych stymulatorów wzrostu

Zioła i ekstrakty ziołowe reprezentują nową klasę dodatków w paszach dla drobiu. Przez wiele lat stosowane były głównie w celu poprawienia zdrowia, właściwości pasz, natomiast rzadko w celu poprawienia produkcyjności zwierząt. Przydatność ziół w żywieniu wynika z obecności oraz aktywności różnych substancji biologicznie czynnych w nich występujących.

Składniki te mogą wykazywać biologiczne działanie na organizm, wzmacniać smak, pobudzać apetyt, wpływać na motorykę i sekrecję enzymów modulując procesy produkcyjne i wewnątrzustrojowe.

Substancje zawarte w ziołach i przyprawach oraz uzyskiwanych preparatach np.wyciągach oddziałują na organizm zwierząt w różny sposób, generalnie jednak wpływają korzystnie na funkcje życiowe.

Według Greli i in. (2003) zioła poprawiają równowagę mikrobiologiczną w przewodzie pokarmowym, pobudzają apetyt, regulują funkcje trawienne poprzez zwiększone oddziaływanie na smak, działają osłonowo, regulują przemianę materii, działają przeciwbiegunkowo, antybakteryjnie i przeciwzapalnie, wzmacniają system immunologiczny, obniżają niekorzystny wpływ substancji antyodżywczych. Zastosowanie dodatków ziołowych może również poprawić smak i zapach paszy, zwiększyć jej atrakcyjność, wzrost pobrania, regulować funkcje trawienne, modyfikować mikroflorę przewodu pokarmowego, co w konsekwencji może wpłynąć na zużycie paszy na 1kg przyrostu i dobry stan zdrowia. Szerokie spektrum oddziaływania ziół na organizm zwierząt powoduje coraz szersze ich wykorzystanie jako substancji alternatywnych dla wycofanych antybiotykowych stymulatorów wzrostu.

Wzrost zainteresowania wykorzystaniem ziół, głównie leczniczych, wynika z właściwości przeciwbakteryjnych zawartych w nich składników oraz korzystnym ich wpływie na wyniki produkcyjne zwierząt. Ghalyanchi i in. (2008) porównywali zastosowanie antybiotyku, prebiotyku i dwóch preparatów ziołowych w mieszankach dla kurcząt brojlerów. Stwierdzili, że preparaty ziołowe zastosowane w zastępstwie wirginiamycyny pozwoliły uzyskać podobne wyniki produkcyjne. Również Demir i in. (2003) wykazali, że zastąpienie antybiotyku olejkami eterycznymi z ziół było skuteczne i stosując je jako dodatek do diety dla kurcząt brojlerów można uzyskać podobne wskaźniki produkcyjne jak przy antybiotykach. Na podstawie uzyskanych wyników autorzy badań sugerują, że antybiotykowe stymulatory wzrostu mogą być zastąpione ziołami i olejkami eterycznymi z ziół bez obniżania wyników produkcyjnych u kurcząt brojlerów. Według Alloui i in. (2013) zioła i ekstrakty roślinne mogą być rekomendowane do stosowania w paszach jako promotory wzrostu, podobnie jak probiotyki i

prebiotyki. Zioła i preparaty ziołowe działają antyseptycznie, przeciwwirusowo, przeciwbakteryjnie, przeciwzapalnie, przeciwbiegunkowo, przeciwutleniająco, stymulują apetyt i trawienie. Związane jest to z obecnością takich substancji czynnych jak: glikozydy, alkaloidy, polifenole, flawonoidy, śluzy, garbniki, kwasy organiczne, pektyny, saponiny, olejki eteryczne, fitosterole itp.

Wybrane substancje biologicznie czynne ziół i ich działanie (Kowalczuk-Vasilev i Matras, 2004)

Rodzaj substancji biologicznie aktywnych

Działanie

Alkaloidy Lecznicze: uśmierzające ból (morfina), łagodzenie kaszlu (kodeina), leczenie malarii (chinina), czynnik przeciwnowotworowy (taksol)

Saponiny Zwiększają działalność wydzielniczą błony śluzowej oskrzeli – środki wykrztuśne; środki moczopędne i dezynfekujące drogi moczowe, obniżają napięcie naczyń krwionośnych jelit, drażnią błony śluzowe

Glikozydy Mają działanie przeczyszczające, regulują pracę mięśnia sercowego, mają właściwości przeciwutleniające, wzmacniają ściany naczyń krwionośnych Flawonoidy Właściwości przeciwutleniające, działanie rozkurczające na mięśnie

gładkie przewodu pokarmowego i dróg żółciowych, właściwości przeciwzapalne

Garbniki Właściwości ściągające: koagulują białka błony śluzowej oraz tkanek, tworząc warstwę izolacyjną i ochronną (zmniejszenie podrażnień i bólu);

hamują drobne krwawienia, zmniejszają przepuszczalność błon śluzowych–działanie przeciwbiegunkowe; działanie przeciwzapalne i antybakteryjne; antidotum na zatrucia alkaloidami roślinnymi.

Olejki eteryczne Działanie żółciopędne, moczopędne, wykrztuśne, uspokajające, przeciwbakteryjne, dezynfekujące, pobudzające perystaltykę jelit, podnoszące walory smakowe

Kwasy organiczne Uczestniczą w przemianie materii, pobudzają gruczoły ślinowe, trzustkowe i żołądkowe, poprawiają trawienie

Pektyny i śluzy Działanie przeciwbiegunkowe u zwierząt młodych- łagodzenie stanów zapalnych błon śluzowych

Gorycze Drażnią komórki smakowe, pobudzają apetyt i zwiększają wydzielanie soku żołądkowego

Na zawartość substancji czynnych w ziołach mają wpływ różne czynniki. Rodzaj i poziom tych związków zależy więc od części rośliny, terminu oraz sposobu zbioru (nawet pory dnia), pochodzenia oraz regionu geograficznego, warunków środowiskowych, rodzaju gleby, techniki przetwarzania, konserwacji oraz przechowywania, a technika pozyskiwania substancji czynnych z ziół może wpływać na proporcje składników w preparatach finalnych oraz ich aktywność (Windisch i in. 2008).

Dodatki ziołowe mogą być wprowadzane do paszy dla zwierząt i ptaków w następującej postaci:

- jako pojedyncze zioła lub mieszanki ziołowe zarówno w postaci świeżej jak i suszonej - jako lizawki, napary, wywary, odwary

- olejki eteryczne, mieszaniny naturalnych związków lotnych

- preparaty ziołowe zawierające różne substancje roślinne pozyskiwane jako wyciągi wodne, alkoholowe, wodno-alkoholowe (Grela i Klebaniuk 2001), które coraz częściej są standaryzowane na zawartość poszczególnych substancji czynnych.

Wiele ziół korzystnie oddziałuje na przewód pokarmowy pobudzając przemianę materii, działając przeciwzapalnie, przeciwbiegunkowo i przeciwpasożytniczo w wyniku czego poprawiają stan zdrowotny zwierząt.

2.1.2. Przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze i przeciwpasożytnicze działanie ziół oraz preparatów ziołowych

Wiele badań z wykorzystaniem ziół dotyczyło ich przeciwbakteryjnego oraz przeciwgrzybiczego oddziaływania (Giannenas i Kyriazakis 2009). Również znaczną ilość badań prowadzono w celu oceny antyoksydacyjnej aktywności składników ziół. Najczęściej były to badania in vitro, natomiast znacznie mniej badań przeprowadzono in vivo.

Badania Ceylan i Fung (2004) wykazały, że większą wrażliwością na działanie ziół i preparatów ziołowych charakteryzowały się bakterie Gram ⁺ niż Gram^-. Autorzy przypuszczają, że w przypadku bakterii Gram ^- stosowane dawki preparatów ziołowych powinny być wyższe niż bakterii Gram ⁺. Burt i Reindeers (2003) antybakteryjny wpływ olejków eterycznych z oregano i tymianku w stosunku do E. coli (Gram^-) obserwowali przy dawce wynoszącej 0,6 ml/L. Wpływ ekstraktu z jagód, daktyli i tymianku w zwalczaniu E. coli i Salmonella wyizolowanych od kurcząt oceniali Ayachi i in. (2009). Autorzy stwierdzili, że w stosunku do Salmonelly skuteczny okazał się tylko tymianek.

Według Cosentino i in. (1999) tymianek, który zawiera najbardziej skuteczne składniki (tymol i karwakrol) wykazuje również właściwości przeciwgrzybicze w stosunku do Candidia albicanos,

natomiast Koscova i in. (2006) podają, że najwyższą efektywność w stosunku do Salmonelly w przewodzie pokarmowym wykazywał olejek z oregano zawierający w składzie około 60%

karwakrolu i 10% tymolu.

Ekstrakty roślinne wykazują również aktywność przeciwpasożytniczą, głównie w stosunku do kokcydiów Eimeria spp. (Giannenas i in. 2003; Arczewska-Włosek i Świątkiewicz 2012). Jak wykazały badania Świątkiewicza i Koreleskiego (2007) niektóre substancje biologicznie czynne zawarte w roślinach mają właściwości hamujące rozwój pasożytów z rodzaju Eimeria, w związku z czym substancje pochodzenia roślinnego coraz częściej wykorzystywane są w profilaktyce kokcydiozy u drobiu. Aktywnym komponentem roślinnym jest kurkuma zawierająca 1-5% składników fenolowych. U kurcząt zainfekowanych pasożytem Eimeria maxima dodatek 1% korzenia kurkumy do paszy poprawił przyrosty, ograniczył zmiany patologiczne i uszkodzenia w jelitach, a także wydalanie oocyt (Allen i in. 1998). Według Waldenstedt (2003) ekstrakt z oregano zwiększa wydalanie oocyst oraz zmniejsza stopień uszkodzenia jelit.

Zdaniem Giannenas i in. (2003) rozwój kokcydiozy hamują również karwakrol i tymol zawarte w oregano ( Organum vulgare). W badaniach Giannenas i in. (2003) część kurcząt zainfekowano oocystami Eimeira tenella. Część tych zainfekowanych kurcząt otrzymywała dietę uzupełnioną olejkiem z oregano (300mg/kg), a część kokcydiostatykiem Lasalocil. Autorzy nie stwierdzili różnic w przyrostach i wykorzystaniu paszy między grupami otrzymującymi olejek z oregano i kontrolnymi, natomiast wyniki produkcyjne w grupie otrzymującej olejek z oregano były korzystniejsze niż w grupie kontrolnej zainfekowanej i nie otrzymującej żadnego dodatku, ale niższe niż w grupie z Lasalocidem. Według Arczewskiej-Włosek i Świątkiewicza (2013) w odchowie kurcząt brojlerów kokcydiostatyki można zastąpić preparatem składającym się z ekstraktu czosnku, szałwii, jeżówki purpurowej, tymianku i oregano, a Youn i Noh (2001) podają, że do substancji o w/w działaniu należą obecne w roślinach alkaloidy.

2.1.3. Działanie immunomodyfikujące ziół

Niektóre zioła i zawarte w nich związki mają właściwości usprawniające system immunologiczny. W wyniku ich zastosowania w dietach zwiększa się odporność zwierząt i ptaków, a to w konsekwencji prowadzi do zmniejszenia podatności na choroby zakaźne (Grela i in. 1998). Jednym z bardziej znanych ziół wykazujących działanie stymulujące układ odpornościowy jest jeżówka wąskolistna.

Aktywność immunostymulująca jeżówki wynika z działania takich substancji w niej zawartych jak kwas kawowy, polisacharydy nieskrobiowe, alkaloidy oraz olejki eteryczne i flawonoidy, a

według Bauer i Wagner (1991) jeżówka zawiera około 6% inuliny, która stymuluje rozwój komórek układu odpornościowego. Kuhn i in. (2005) stwierdzili immunostymulacyjny wpływ jeżówki na lochy i ich potomstwo. We krwi jednodniowych prosiąt, którym podawano to zioło obserwowano wzrost koncentracji immunoglobulin IgG i IgA. Również żeńszeń zawiera substancje mające działanie immunostymulujące. Do związkow stymulujących układ odpornościowy znajdujących się w tej roślinie należą saponiny triterpenowe, glikozydy oraz polisacharydy nieskrobiowe. W doświadczeniu przeprowadzonym przez Shah i in. (2005) na kurczętach rzeźnych zakażonych Salmonellą podawany do wody preparat z żeńszenia obniżył upadki kurcząt, zmniejszyła się również liczba ptaków , w odchodach których stwierdzono badaną bakterię.

Również badania przeprowadzone przez Krukowskiego i in. (1999), w których stosowano dodatek ziół do mieszanek potwierdziły pozytywny wpływ tego dodatku na poziom immunoglobulin we krwi cieląt, a Soltan i in. (2008) podają, że wprowadzenie nasion anyżu do paszy kukurydziano-sojowej dla kurcząt brojlerów poprawia parametry krwi i podnosi właściwości fagocytarne.

2.1.4. Właściwości antyoksydacyjne ziół

Wiele roślin oraz preparatów z nich otrzymywanych wykazuje właściwości przeciwutleniające. Zastosowanie takich preparatów jako dodatków do paszy lub wody poprawia status oksydacyjny organizmu oraz wpływa na poprawienie stanu zdrowotnego zwierząt. Do takich roślin należy ziele oregano, które pomaga neutralizować szkodliwe wolne rodniki odpowiedzialne za starzenie i będące przyczyną wielu chorób. Właściwości przeciwutleniające oregano określono na 42 razy wyższe niż jabłek, 30 razy niż ziemniaków, 12 razy niż pomarańczy, 4 razy niż borówki (Tuliszka -www.wodr.poznan.pl/).

Wykorzystanie właściwości przeciwutleniających jest ważne nie tylko dla zdrowia zwierząt, ale również dla stabilności antyoksydacyjnej produktów np. mięsa i jaj. W wielu badaniach oceniano antyoksydacyjne i antymikrobiologiczne oddziaływanie składników ziół na produkty żywnościowe. Właściwości przeciwutleniające ziela i przypraw korzennych opisał Ruberto i in.

(2002). Autorzy stwierdzili, że ich antyoksydacyjne właściwości pochodziły od zawartych w ziołach polifenoli terpenowych. Aktywność przeciwutleniającą komponentów fenolowych wykorzystywaną do poprawiania stabilności produktów zwierzęcych stwierdzili również Basmacioglu i in. (2004), Giannenas i in. (2005), Florou- Paneri i in. (2006).

Znaczne ilości monoterpenów, do których Rahim i in. (2011) zalicza tymol i karwakrol zawiera oregano i tymianek. W badaniach przeprowadzonych przez Botsoglou i in. (2003) uzupełnienie paszy dla indyków 200 mg ekstraktu z oregano istotnie obniżyło oksydację lipidów mięsa podczas jego chłodzenia, gotowania, a także mrożenia. Wzrastająca do 100mg/kg diety ilość dodawanego olejku z oregano powodowała istotne obniżanie zawartości aldehydu malonowego w tkankach kurcząt, co świadczy o właściwościach antyoksydacyjnych olejku z oregano wprowadzonego w takiej ilości. Zastosowany w tych badaniach olejek z oregano wykazał podobny wpływ przeciwutleniający jak alfa–tokoferol dodany w ilości 200mg /kg. Badania przeprowadzone przez Mariutti i in. (2011), w których oceniano wpływ ziół na utlenianie tłuszczu i cholesterolu zawartego w mięsie kurcząt wykazały, że szałwia efektywnie hamowała proces utleniania tych składników, natomiast czosnek był mało efektywny.

2.1.5. Wpływ ziół na wyniki produkcyjne

Dodawanie ziół lub produktów zielarskich do pasz może oddziaływać również na uzyskiwane wyniki produkcyjne zwierząt. W ostatnich latach przeprowadzono badania, w których oceniano wpływ ziół, ekstraktów roślinnych i olejków eterycznych na wyniki produkcyjne drobiu.

Uzyskiwane wyniki są jednak w wielu przypadkach rozbieżne. Pozytywny wpływ ziół na wyniki produkcyjne obserwowali Kozłowski i Majewska (2009). Wymienieni autorzy oceniali wyniki produkcyjne kurcząt brojlerów, które otrzymywały wodę z dodatkiem wyciągów z czosnku , oregano, papryki, cynamonu i aloesu. Autorzy odnotowali korzystny wpływ zastosowania wyciągów z wymienionych roślin na przyrosty masy ciała, spożycie i wykorzystanie paszy.

Również Kwiecień i in. (2006) stwierdzili korzystny wpływ zastosowania 2% mieszanki melisy lekarskiej, chmielu zwyczajnego, lipy drobnolistnej, mięty pieprzowej, pokrzywy zwyczajnej oraz fiołka trójbarwnego do paszy na masę ciała kurcząt brojlerów. W wyniku takiego żywienia zwiększeniu uległa również masa wątroby.

Cabuk i in. (2006) oceniali parametry produkcyjne rosnących kurcząt otrzymujących paszę zawierającą olejki eteryczne z oregano, liści laurowych, szałwii, anyżu i cytrusów. Skarmiana mieszanka zawierająca wymienione olejki istotnie poprawiła wykorzystanie paszy, co wynikało jak podają autorzy z wyższej przyswajalności składników pokarmowych spowodowanych zmianami w ekosystemie jelita.

W badaniach przeprowadzonych przez Alcicek i in. (2004) oceniano wpływ wprowadzenia kwasów organicznych w ilości 2,5g/kg diety, probiotyku (1g/kg diety) i mieszaniny olejków eterycznych z ziół uprawianych w Turcji odpowiednio w ilości 36mg i 48mg/kg diety na wyniki

produkcyjne i wydajność rzeźną kurcząt brojlerów. Autorzy stwierdzili, że zastosowanie kompozycji olejków eterycznych miało korzystny wpływ na przyrost masy ciała, wykorzystanie paszy i wydajność rzeźną kurcząt. Również Basset (2000) twierdzi, że dodanie do mieszanek lub do wody olejku eterycznego poprawia masę ciała oraz wykorzystanie paszy. W badaniach przeprowadzonych przez Denli i in. (2004) dodanie olejku z tymianku, bogatego w karwakrol, w ilości 60 mg/kg paszy, poprawiło wyniki produkcyjne, a procentowy udział tłuszczu sadełkowego w tuszkach przepiórek japońskich uległ obniżeniu.

Badania z zastosowaniem preparatu XT produkcji szwajcarskiej zawierającego mieszaninę karwakrolu, aldehydu cynamonowego i olejowego ekstraktu pieprzu tureckiego przeprowadzone przez Bravo i in. (2011) wskazują, że dodanie mieszaniny tych związków istotnie poprawiło przyrosty kurcząt w okresie od 1. do 8. dnia życia oraz podniosło wartośc energetyczną diety kukurydziano-sojowej. Mathis i in. (2007) w swoich badaniach wykazali, że wyciąg z orzecha włoskiego obniża proliferację Clostridium perfringens u kurcząt oraz poprawia wzrost tych ptaków.

Według Greli (2006) wprowadzenie ziół i produktów ziołowych do mieszanek treściwych dla drobiu i trzody chlewnej korzystnie oddziaływuje na uzyskiwane efekty produkcyjne, poprawia zdrowotność, walory dietetyczne oraz smakowitość mięsa drobiowego i wieprzowego Dzięki obecności substancji biologicznie czynnych zioła i produkty uzyskane na ich bazie poprawiają smakowitość pasz, lepsze ich pobieranie oraz trawienie, co przyczynia się do poprawienia wyników produkcyjnych.

Badania przeprowadzone w Instytucie Zootechniki wykazały, że brojlery otrzymujące mieszankę ziołową składającą się z 5 ziół miały wyższe przyrosty niż z grupy kontrolnej (Kamyczek 2013), a korzystny wpływ na wyniki produkcyjne był spowodowany oddziaływaniem na nabłonek błony śluzowej jelita cienkiego oraz stymulację statusu antyoksydacyjnego organizmu.

Wszystko to wpływało na poprawienie stanu zdrowotnego zwierząt.

Również inni badacze stosujący zioła i preparaty z nich uzyskiwane w doświadczeniach wskazują na pozytywny ich wpływ na wyniki produkcyjne (Hashemi i Davoodi 2010; Steiner i in. 2008; Giannenas i in. 2003; Roofchaee i in. 2011, Perić i in. 2009 ) oraz analizę rzeźną (Jafari i in. 2011; Mansoub 2011). Pozytywny wpływ ziół na wyniki produkcyjne zwierząt jak twierdzą wymienieni autorzy może wynikać z korzystnego oddziaływania na nabłonek błony śluzowej jelita cienkiego.

W dostępnej literaturze są również doniesienia o braku pozytywnego wpływu ziół i preparatow z nich uzyskiwanych na wyniki produkcyjne, wyniki rzeźne czy mikroflorę jelit (Kirkpinar i in.

2011; Scheuermann i in. 2009 i Cross i in. 2007). Lee i in. (2003a) oceniali wpływ dodania

200mg karwakrolu i tymolu do paszy. Autorzy stwierdzili, że dodanie karwakrolu istotnie obniżyło wyniki produkcyjne, natomiast tymol nie miał wpływu na wyniki przyżyciowe kurcząt.

W badaniach przeprowadzonych na kurczętach brojlerach przez Barreto i in. (2008) nie stwierdzono wpływu testowanych w badaniach ekstraktów roślinnych z oregano, goździków, cynamonu i pieprzu, a także zastosowanej avilamycyny na wyniki przyżyciowe oraz wskaźniki morfometryczne organów u kurcząt brojlerów. Kurczęta z grupy kontrolnej otrzymujące paszę bez dodatków miały natomiast relatywnie większą wątrobę niż żywione mieszanką uzupełnioną 1000 ppm ekstraktu z czerwonego pieprzu (Baretto i in. 2008). Wątroba kurcząt otrzymujących mieszankę uzupełnioną ekstraktem z czerwonego pieprzu była relatywnie najmniejsza. Również Brzóska i in. (2010) nie obserwowali dodatniego wpływu zastosowanej mieszanki pokrzywy zwyczajnej, krwawnika pospolitego, prawoślazu lekarskiego, dziurawca zwyczajnego, nagietka lekarskiego, mięty pieprzowej i rumianku pospolitego na masę ciała, spożycie i wykorzystanie paszy.

Lipiński i in. (2011) oceniali wpływ preparatu probiotycznego (Lactobacillus lactis 2x10⁸jtk/g) zastosowanego w ilości 0,5kg/t i ziołowego (mieszanina olejków eterycznych z oregano, chili i cynamonu) dodanego do mieszanki dla indyków rzeźnych w ilości 1kg/t na wyniki tuczu i jakość mięsa. Autorzy stwierdzili, że wprowadzenie preparatu ziołowego do mieszanki nie miało wpływu na wyniki tuczu i skład podstawowy mięsa, a dodanie probiotyku poprawiło masę ciała indyczek, natomiast wykorzystanie paszy oraz zdrowotność były podobne jak w grupie kontrolnej.

2.1.6. Wpływ ziół na strawność

Stymulacja wydzielania żółci, śluzu i śliny w przewodzie pokarmowym zwierząt oraz poprawienie aktywności enzymów trawiennych staje się wyzwaniem dla żywieniowców (Platel i Srinivasan 2004). Zioła mogą zwiększać sekrecję oraz aktywność enzymów trawiennych w wyniku czego poprawia się strawność składników pokarmowych. Mogą również wpływać na sekrecję pepsyny i kwasu solnego w związku z tym przyczyniają się do lepszego trawienia białka (Steiner 2006; Suresh i Srinivasan 2007).

Większośc przypraw opisywana w publikacji Mirzaei-Aghaghali (2012) stymulowała działanie lipaz, amylaz i proteaz, a część poprawiła aktywność enzymów trawiennych wydzielanych przez błonę śluzową żołądka. Według Lee i in. (2003a), Jang i in. (2004), Jamroz i in. (2005) olejki eteryczne dodane do paszy mogą pozytywnie wpływać na aktywność trypsyny i amylazy. Lee i in. (2003b) przeprowadzili badania w których oceniali wpływ zastosowania tymolu, aldehydu cynamonowego i preparatu komercyjnego „CRINA Poultry” na wyniki produkcyjne kurcząt

brojlerów. Zastosowane dodatki nie zróżnicowały przyrostów kurcząt, spożycia oraz wykorzystania paszy, natomiast aldehyd cynamonowy obniżył pobranie wody. Strawność białka i skrobi skarmianych diet były wysokie lecz podobne w grupach, a najwyższą aktywność amylazy w 21 dniu stwierdzono w jelitach kurcząt otrzymujących preparat „CRINA Poultry”.

Dodanie do paszy substancji fitobiotycznych może również oddziaływać stymulująco na wydzielinę śluzu w jelitach, przyczyniać się do modyfikowania adhezji patogenów i w konsekwencji stabilizować mikroflorę w przewodzie pokarmowym kurcząt brojlerów (Jamroz i in. 2006).

2.1.7. Wpływ ziół na cechy organoleptyczne produktów

Zioła zawierają bardzo dużo związków aktywnych, a stosowanie ich może wpływać pozytywnie lub negatywnie na homeostazę zwierząt, a także produkty spożywcze (mleko, mięso i jaja). Składniki aktywne zawarte w ziołach i preparatach z nich uzyskiwanych mogą wpływać na wskaźniki produkcyjne, jakość surowca, a także poprawiać walory dietetyczne i smakowitość produktów (Czaja i Gornowicz 2004; Grela 2000). W badaniach Fritz i in. (1999) oceniano wpływ wyciągów ziołowych uzyskanych z krwawnika, melisy dziurawca i pokrzywy wprowadzonych do wody w ilości odpowiadającej dodatkowi 1,5% ziół na wybarwienie skóry i wybrane cechy jakości mięsa z mięśni piersiowych. Istotnie wyższą ilość punktów za soczystość uzyskało mięso kurcząt otrzymujących wyciąg z dziurawca. U ptaków z tej grupy odnotowano również pewien wzrost barwy żółtej i czerwonej w skórze na mięśniach piersiowych. Według Onibi i in. (2009) dodanie surowego czosnku do mieszanek dla kurcząt brojlerów poprawiło jakość mięsa, wyrażającą się wzrostem smakowitości i obniżeniem stopnia oksydacji podczas mrożenia.

Zioła i ich produkty to dodatki pochodzenia naturalnego wykazujące wielokierunkowe pozytywne działanie. Wzrastające zapotrzebowanie konsumentów na tzw. ekologicznie bezpieczną żywność powoduje coraz szersze zastosowanie ich w żywieniu (Grela 2006).

Poszczególne rodzaje ziół zawierają jednak różne związki aktywne, a dodatkowo każde z nich posiada unikalną kombinację i proporcje tych składników. Obecność wielu związków czynnych, występowanie ich w unikalnych kombinacjach, szczególnie jeśli chodzi o zioła lecznicze, powoduje, że każda z roślin należących do tej grupy charakteryzuje się swoistymi właściwościami. Jedną z wielu roślin na którą zwraca się szczególną uwagę w ostatnich latach

jest oregano.

2.2. Charakterystyka oregano

Oregano znano już w starożytności. Stosował go Arystoteles i Oskurides oraz Pliniusz Starszy przeciw ukąszeniom węży. Hipokrates wykorzystywał ziele oregano w stanach wyczerpania nerwowego, chorobach płuc i hemoroidach, a Święta Hildegarda leczyła nim trąd (Leszczyńska 2012).

Obecnie ziele lebiodki pospolitej jest wykorzystywane jako przyprawa, do produkcji ekstraktów i olejku eterycznego. Oregano znalazło zastosowanie w leczeniu wielu schorzeń u ludzi, głównie dotyczących układu oddechowego i pokarmowego, a wyciągi oraz olejek z oregano wykorzystywane są jako produkty działające odkażająco,wykrztuśnie i żółciopędnie. Stosowane są również do poprawienia trawienia, płukania jamy ustnej i gardła, do inhalacji i kąpieli leczniczych. W ostatnich latach ziele i olejek z ziela lebiodki są wykorzystywane w weterynarii.

Ziele lebiodki zwiększa sekrecję śliny, soku żołądkowego i żółci u zwierząt usprawniając procesy trawienne. Ze względu na obecne garbniki i fenolowe składniki olejku eterycznego wykazuje właściwości bakteriobójcze, wiąże szkodliwe produkty przemiany materii i wzmaga apetyt, dlatego dodaje się je do paszy dla zwierząt przy braku apetytu, zaburzeniach trawiennych czy wzdęciach.

2.2.1. Charakterystyka botaniczna oregano

Rodzaj Origanum należy do rodziny jasnotowate (Lamiaceae), a nazwa „oregano” wywodzi się od greckich słów: oros - góra i ganos-ozdoba i tłumaczona jest jako ozdoba gór lub radość góry.

Związane jest to z miejscem występowania oregano, czyli ciepłymi i nasłonecznionymi stanowiskami na wzgórzach Grecji. Jak podaje Mścisz i Czosnowska (2008) rodzaj Origanum obejmuje 44 gatunki, 6 podgatunków, 3 odmiany i 18 naturalnie występujących mieszańców.

Według Nurzyńskiej-Wierdak (2012) istnieje ponad 70 gatunków, podgatunkow, odmian, hybryd, roślin jednorocznych, wieloletnich i krzewinek oregano pochodzących z rejonu śródziemnomorskiego, eurosyberyjskiego i Iranu. Znaczna większość, bo aż 75% gatunków z rodzaju Origanum występuje w zachodniej części obszaru Morza Śródziemnego, a 16 z nich uważane jest za endemiczne dla Turcji (Guner i in. 2000). Najbardziej znane w Europie handlowe gatunki oregano to Origanum vulgare subs. hirtum (oregano greckie) i Origanum onites (oregano tureckie). Spośród różnych gatunków oregano, najbardziej rozpowszechnionym gatunkiem z rodzaju Origanum jest Origanum vulgare L.- lebiodka pospolita , która występuje od Azorów po Tajwan (D^,Antuono i in. 2000; Pardo-de-Santayana i in. 2005; Pirigharnaei i in.

2011). Oregano rośnie w Europie, Azji Środkowej i Ameryce Północnej. Jest to roślina wieloletnia, która występuje pospolicie na stanowiskach naturalnych porastając zarośla, brzegi lasów, suche pagórki, nieużytki i miedze na terenach nizinnych oraz podgórskich (Strzelecka i Kowalski 2000; Węglarz i in. 2006). W Polsce występuje przede wszystkim Origanum vulgare L, które znane jest u nas również pod takimi nazwami jak: oregano, lebiodka, dziki majeranek, duszka (Poprzędzki 1990). Oprócz dziko rosnącego oregano, jest ono również uprawiane jako roślina zielarska i ozdobna.

Oregano występujące w stanie naturalnym w Polsce zawiera znaczny udział linalolu (15,6%) w składzie olejku (Węglarz i in. 2006)

Rys.1 ORIGANUM VULGARE

Lebiodka pospolita osiąga wysokość około 100cm. Wytwarza pełzające kłącza i podziemne rozłogi oraz liczne wzniesione, czterokanciaste, rozgałęzione łodygi, miękko owłosione od góry, Liście są ogonkowe, drobne, jajowate, omszone kutnerem, punktowo gruczołowate. Na szczytach pędów tworzą się kwiatostany w postaci podbaldachów. Kwiaty są drobne barwy różowej lub różowoliliowej (Gruszczyk 2010). Okres kwitnienia rośliny jest długi i trwa od czerwca do września. Owocem lebiodki jest rozłupnia rozpadająca się na cztery rozłupki. Masa 1000 nasion kształtuje się od 0,6 do 1,2g. Roślina ma aromatyczny, intensywny, ziołowo- korzenny zapach, który nadają jej wydzielane olejki, głównie tymol (Hussain i in. 2011).

Surowcem zielarskim jest ziele lebiodki pospolitej potocznie nazywane oregano, zbierane zarówno z upraw jak i stanowisk naturalnych na początku kwitnienia poprzez ścięcie górnej części łodygi. Zioło zbierane w tym okresie zawiera najwięcej olejku (Nurzyńska- Wierdak, 2009). Zebrany surowiec suszony jest w warunkach naturalnych w zacienionym i przewiewnym miejscu lub w suszarni w temperaturze 35^oC.

Wyselekcjonowane odmiany oregano, z których pozyskuje się olejki wykorzystywane następnie do produkcji różnych preparatów określane są fachowo jako H97.

2.2.2. Skład chemiczny oregano

Głównym składnikiem biologicznie aktywnym ziela lebiodki jest olejek eteryczny, którego zawartość może dochodzić do 3% (Mścisz i Czosnowska 2008). Olejki eteryczne są to koncentraty lotnych związków chemicznych danej rośliny rozpuszczalne w oleju, a nierozpuszczalne w wodzie, które mają zapach i aromat. Związki te wykazują dużą aktywność i są łatwo absorbowane przez skórę, drogi oddechowe i pokarmowe.

Suszone ziele, wyciągi oraz olejek zawierają duże ilości składników aktywnych. Olejek jest bogaty w fenole, głównie karwakrol i tymol (Basset 2000b), których ilość może sięgać 60%

ogólnej ilości związków. Ponadto w olejku w większej ilości występuje octan tymolu oraz p- cymen. Olejek zawiera również seskwiterpeny, katechinę, kwasy fenolowe (p-hydrobenzoesowy, wanilinowy, kawowy, o- i p-kumarowy, ferulowy, galusowy, rozmarynowy, chlorogenowy i dihydroksy-kawowy) oraz flawonoidy (apigenina, luteolina, kwercetyna, kemferol, eriodykcjol, naryngenina) (Gerothanassis i in. 1998; Justesen i Knuthsen 2001; Exarhou i in.2003; Shah i in.

2005; Kivilompolo i in. 2007). Ze związków mineralnych w większych ilościach występują Ca, K, Mg, P, S, Fe, Zn, Cu (Ozcan 2004). W składzie znajdują się również wit. A, E, K i C, cenny błonnik oraz wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Zawartość Ca w kwiatach, liściach i łodygach wynosi-1600mg/100g; Fe- 50 mg/100g, Mg-280 mg/100g. Oprócz tego w większych ilościach występuje cynk, witamina K, witamina C, beta- karoten, witaminy z grupy B (B1 i B₂), wit. K oraz niacyna (Leszczyńska 2012). Zawartość olejku w lebiodce pospolitej zależy od czynników genetycznych, ontogenetycznych i środowiskowych. Badania Nurzyńskiej-Wierdak (2009) wykazały, że zawartość olejku eterycznego w zielu lebiodki uprawianej w Polsce wynosiła od 0,2 do 0,58%. W zależności od pochodzenia oregano, klimatu i wahań w samym gatunku zmienia się również skład olejków.

Skład i koncentracja olejków eterycznych w suszonych liściach oregano pochodzenia śródziemnomorskiego i meksykańskiego według (Karimi i in. 2010)

Składnik Udział procentowy,%

Oregano śródziemnomorskie Oregano meksykańskie

a-thujene 1,20 < 0,20

a- pienne 4,38 0,80

Camphene 0,97 1,00

b-sabinene 1,75 < 0,20

b- pienne 1,05 0,40

b- myrcene 2,26 1,20

3-carene 1,32 0,50

a- terpinene 1,06 0,30

o-cymene 16,75 19,40

Eukaliptol 6,03 11,80

Terpinen 11,57 0,40

b- terpineol 1,89 0,60

Fenchone 0,28 3,20

Linalol 2,30 < 0,20

b- terpineol 9,12 0,40

Thujone 0,14 < 0,20

terpineol izomer 0,14 < 0,20

Camphor 0,43 < 0,20

Borneol 1,36 0,90

1-terpen-4-ol 2,34 2,70

a- terpineol 1,01 1,50

methyl thymyl-eter 0,34 0,50

isothymol methyl ether 0,71 < 0,20

lanalyl anthranilate 1,84 < 0,20

Thymoquinone 0,20 < 0,20

thymol izomer < 0,2 0,40

Tymol 2,00 12,30

Carvacrol 19,54 29,80

Caryophyllene 2,19 4,80

a-bergamotene < 0,2 0,70

a-caryophyllene 0,12 2,70

Bisabolene 0,47 0,50

caryophyllene oxide 0,21 0,40

Według Ivask i in. (2005) oraz Verma i in. (2010) rośliny należące do Organum vulgare L. mogą syntetyzować co najmniej dziewięć rodzajów olejku eterycznego o różnym składzie.

Ze względu na skład chemiczny olejku D^, Antuono i in. (2000) podzielili populacje lebiodki na 3 główne grupy:

- o wysokiej koncentracji substancji należących do szlaku biosyntezy karwakrol/tymol - zawierające seskwiterpeny i dużo linalolu

- zasobne w seskwiterpeny

W zależności od zawartości poszczególnych związków aktywnych, właściwości ziół i produktów sporządzonych na ich bazie ulegają zmianom. Aktywność substancji czynnych zawartych w oregano takich jak flawonoidy, olejki eteryczne, garbniki, kwasy organiczne, zależy od wielu czynników, w dużej mierze od środowiska wzrostu i rozwoju rośliny. Podczas oceny oregano pochodzącego z różnych środowisk okazało się, że tylko dziko rosnące oregano poprawiło istotnie wydolność systemu immunologicznego człowieka.

Jedną z przyczyn zmian w składzie olejku z oregano jest pochodzenie. Główne różnice dotyczą najczęściej zawartości tymolu i karwakrolu. D^,Antuono i in. (2000) w olejku eterycznym dziko rosnącego włoskiego oregano zidentyfikowali 64 składniki, a Russo i in. (1998) w olejku eterycznym lebiodki dziko rosnącej na południu Włoch 56 komponentów. Głównymi składnikami tych olejków był tymol i karwakrol, a z monoterpenów w największych ilościach występował p-cymen i γ-terpinen. Olejek eteryczny z francuskich populacji oregano zawierał najwięcej sabinenu, germakrenu D, β- kariofilenu, hydrat cis-sabinenu, terpinen-4-olu i węglowodorów monoterpenowych (Chalchat i Pasquier 1998). Lebiodka uprawiana na Węgrzech zawierała natomiast najwięcej p-cymenu (22,3%), tlenku kariofilenu (10,2%), sabinenu (7,9%), γ- terpinenu (5,1%) oraz niewielką ilość tymolu (0,34%) (Veres i in.2003).

Dziko rosnące oregano z Macedonii zawierało śladowe ilości tymolu, nie występował w nim karwakrol, a głównym składnikiem olejku eterycznego był α- pinen (40-67,5%) i β-kariofilen (7,4-26,6%) (Hristova i in. 1999).

Według badań Nurzyńskiej- Wierdak (2009) dominującymi składnikami olejku z polskiego oregano były sabinen, germakren D, E- kariofilen, β-o-cimen i γ- terpinen. Olejek eteryczny lebiodki występującej w Polsce w stanie naturalnym jest bardzo zróżnicowany i jak podaje Węglarz i in. (2006) dominującymi składnikami są sabinen (5,46- 35,52%), terpinen - 4-ol (0,96- 18,48%), cyneol (0,75-13,03%), β-kariofilen (0,39-11,85%) i tlenek kariofilenu (0,13-12,79%).

Zawartość tymolu w olejku z oregano pochodzącego z naturalnych stanowisk była natomiast niewielka i kształtowała się w granicach od 0,21do 7,35%.

Verma i in. (2010) oceniając skład ilościowy i jakościowy olejku eterycznego z lebiodki pochodzącrej z zachodnich Himalajów oraz uprawianej w podobnych warunkach klimatycznych w Indiach wykazali znaczne zróżnicowanie zarówno ilościowe jak i jakościowe. Siedemnaście populacji ocenianych roślin zawierało od 0,07 do 0,8% olejku w zielu.

2.2.3. Olejki eteryczne oregano i ich właściwości

Najczęściej wykorzystywanym surowcem zielarskim oregano jest jego ziele, a głównym komponentem ziela olejek eteryczny, zwany tymolowym, zawierający takie podstawowe związki jak tymol, karwakrol i seskwiterpeny. Karwakrol jest składnikiem o odziałaniu przeciwbakteryjnym i przeciwgrzybicznym oraz posiada właściwości konserwujące żywność.

Tymol należy do związków o działaniu grzybobójczym i wzmacniającym odporność, a terpeny charakteryzują się właściwościami antybakteryjnymi.

Zawartość olejków w surowcach zielarskich jest zróżnicowana. W zielu oregano olejki eteryczne stanowią od około 1 do około 3%, a w przypadku pąków goździkowca ich zawartość może dochodzić nawet do 18% (Pisul 2007). Olejki z oregano składają się głównie z karwakrolu (60- 75%) i tymolu ok.5%. Według Toncer i in. (2009) głównymi komponentami olejków eterycznych z oregano są: karwakrol, najczęściej występujący w ilościach od 24,66 do 52,58%, tymol od 2,8 do 23,77%, a także p-cymen i γ-terpinen.

Rys. 2. Struktura chemiczna najbardziej powszechnych fenolowych składników olejku Origanum vulgare ssp.

W ostatnim czasie obserwowany jest wzrost zainteresowania produktami uzyskiwanymi na bazie ziela oregano. Do tych produktów należą miedzy innymi wyizolowane olejki. Olejki są to mieszaniny wtórnych metabolitów roślinnych w skład których wchodzą substancje zapachowe o konsystencji oleju. Należą do nich mieszaniny lotnych związków organicznych alifatycznych, aromatycznych, terpenów, alkoholi, fenoli, węglowodorów, aldehydów, ketonów i estrów.

Do otrzymywania olejków najczęściej wykorzystywana jest metoda destylacji z parą wodną lub hydrodestylacji świeżych lub suszonych surowców roślinnych. W celach analitycznych lub przemysłowych olejki mogą być również pozyskiwane metodą ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi. Jeżeli surowiec zawiera dużo olejków, np.skórki owoców cytrusowych, to do ich pozyskiwania wykorzystywana jest metoda tłoczenia na zimno, podczas której otrzymuje się nie tylko olejek eteryczny, ale i zawarte w skórce woski. Najczęściej jednak olejki otrzymuje się z suszonego lub świeżego ziela przez destylację z parą wodną.

Współczesne instalacje do destylacji z parą wodną składają się z wytwornicy pary, zbiorniczka z materiałem, który zawiera związek chemiczny lub mieszaninę związków odzyskiwanych (destylator), chłodnicy (kondensator) oraz rozdzielacza warstw kondensatu- wodnej i olejkowej.

Rys.3 Schemat kolumny destylacyjnej

Wytwarzany przez wytwornicę strumień pary wodnej, przenika przez warstwę surowca układanego na leżących wyżej perforowanych tacach. Para pokrywa surowiec i unosi w górę cząsteczki związków o ograniczonej mieszalności z wodą w fazie ciekłej. Dzięki tej ograniczonej mieszalności cieczy możliwe jest przeprowadzenie związków organicznych w stan pary w temperaturze niższej od temperatury wrzenia. Następnym etapem jest chłodzenie w wężownicach, po czym kondensat spływa do odbieralnika, w którym rozwarstwia się tworząc dwie fazy: dolną wodną (woda destylacyjna z niewielką ilością związków wonnych) i górną organiczną (olejkową). Pozyskiwanie olejków jest bardzo pracochłonne i wymaga użycia dużej ilości surowca. Aby uzyskać na przykład 1 kg esencji olejku różanego trzeba zużyć ponad 2 tony płatków ze świeżo otwartych kwiatów (Michalczuk i Siennicka 2008).

Jakość uzyskanego olejku zależy od metody i warunków jego pozyskania. Wysoka temperatura podczas destylacji może być przyczyną rozkładu niektórych substancji chemicznych, natomiast przy ekstrakcji rozpuszczalnikami w olejku pozostają minimalne ilości rozpuszczalnika. Olejki otrzymywane przez destylację z parą wodną zawierają zwykle wiele związków chemicznych.

Skład olejków eterycznych uzyskanych z oregano suszonego w różnych temperaturach (Ayala i in.2011)

Składnik Udział procentowy,%

Oregano suszone w 25^oC Oregano suszone w 60^oC

α-tuien 0,23 0,24

α- pinen 0,02 0,03

Kamfen 2,58 1,81

Sabinen 0,35 -

1-octen-3-ol 0,98 0,58

Myrcen 0,89 2,68

α- terpinen 2,76 1,33

Cymen 1,02 0,83

Pelandren 1,31 0,45

1.8 cyneol 4,90 7,08

γ-terpinen 2,18 1,94

Wodzian sabinenu 0,38 1,19

α- terpinolen 20,5 8,72

Wodzian cis sabinenu 2,45 2,62

Tujon 3,00 2,00

Kamfora 2,78 0,98

Borneol 3,12 7,38

4-terpineol 1,48 0,05

α- terpineol 1,52 2,43

linalil acetalu 23,5 24,70

Karwakrol 1,67 -

Teresantol 1,50 2,44

trans kariofilen 0,50 1,01

α- humulun 0,91 1,50

Germakren 1,47 2,44

Bicyklogermakren 2,61 3,86

b-bisabolen 1,75 4,18

2.2.4. Bakteriobójcze, antywirusowe, przeciwgrzybicze i przeciwpasożytnicze właściwości oregano

Wynikiem obecności w zielu oregano kwasów fenolowych, olejków eterycznych oraz flawonoidów są właściwości przeciwdrobnoustrojowe wobec bakterii Gram⁺ i Gram^-, włączając w to również bakterie oporne na antybiotyki. Olejek eteryczny uzyskiwany z lebiodki wykazuje aktywność przeciw drobnoustrojom, które stanowią czynnik chorobotwórczy w stosunku do człowieka i roślin, a także mogą zanieczyszczać żywność (Burt i Reinders 2003; Hussain i in.

2011). Oregano ma również zdolność do ograniczania zarówno wzrostu jak i przetrwalnikowania bakterii patogennych znajdujących się w żywności (Bussata i in. 2007). W badaniach przeprowadzonych przez Sahin i in. (2004) stwierdzono, że olejek z Origanum vulgare wykazywał aktywność antymikrobiologiczną przeciwko 15 szczepom bakterii oraz 15 gatunkom grzybów chorobotwórczych. Przeciwdrobnoustrojowe właściwości stwierdzono nawet w stosunku do opornych szczepów Escherichia coli (Bozin i in.2006). Olejek z oregano o ustalonej zawartości takich związków jak cis-hydrat sabinenu, terpineol, karwakrol, p-cymen wykazywał aktywność w stosunku do wszystkich bakterii Gram ⁺ i Gram^- z wyjątkiem Pseudomonas aeruginosa.

W badaniach Bozin i in. (2006) stwierdzono, że spośród olejków eterycznych uzyskanych z bazylii, tymianku i oregano największą aktywnością przeciwbakteryjną i przeciwgrzybiczą charakteryzowal się właśnie olejek z oregano. Według Nostro i in. (2004) aktywność przeciwdrobnoustrojowa oregano, głównie w stosunku do Staphylococcus, zależy od zawartości olejku oraz udziału w nim karwakrolu i tymolu. Nedorostova i in. (2009) po przebadaniu 27 olejków eterycznych stwierdzili, że olejek z origanum vulgare L. należy do najbardziej aktywnych w stosunku do drobnoustrojów, po chrzanie i czosnku pospolitym, a według Sahin i in. (2004) olejek z oregano działa na szerokie spetrum bakterii oraz pleśni. W badaniach Hać- Szymańczuk i in. (2012) oceniano właściwości przeciwbakteryjne alkoholowego i wodnego ekstraktu uzyskanego z suszonego oregano oraz olejku eterycznego uzyskanego ze świeżych liści oregano. Autorzy stwierdzili aktywność przeciwdrobnoustrojową zarówno ekstraktów jak i olejku wobec większości badanych bakterii. Najbardziej skuteczny in vitro w hamowaniu większości bakterii był ekstrakt wodny, a najmniej olejek eteryczny, a bakterie Gram⁺ były bardziej wrażliwe na działanie składników aktywnych obecnych w oregano niż bakterie Gram^- . Olejek z oregano wykazuje również właściwości przeciwpasożytnicze. Tego rodzaju aktywność w stosunku do świdrowca amerykańskiego stwierdzili Santoro i in. (2007). Na bakteriostatyczne oraz kokcydiostatyczne właściwości oregano u królików zwraca uwagę Mitsch i in. (2004).

Wymienieni autorzy podają, że oregano wpływało również pozytywnie na trawienie u tych